【正文】 制信號(hào)時(shí)，波特率才與比特率數(shù)值上相等。而在采用調(diào)制技術(shù)進(jìn)行串行通信時(shí)，波特率是描述載波信號(hào)每秒鐘變化為信號(hào)的數(shù)量（又稱為調(diào)制速率） 。在這種情況下，波特率與比特率在數(shù)值上可能不相等。 解: 異步通信中，接收器和發(fā)送器有各自的時(shí)鐘，數(shù)據(jù)常以字符為單位組成字符幀傳送，用一幀來表示一個(gè)字符，其字符幀的數(shù)據(jù)格式為：在一幀格式中，先是一個(gè)起始位“0”（低電平） ，然后是 5～8 個(gè)數(shù)據(jù)位，規(guī)定低位在前，高位在后，接下來是 1 位奇偶校驗(yàn)位（可以省略） ，最后是 1～2 位的停止位“1” （高電平） 。異步通信的優(yōu)點(diǎn)是不需要傳送同步脈沖，可靠性高，所需設(shè)備簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是字符幀中因包含有起始位和停止位而降低了有效數(shù)據(jù)的傳輸速率。 解: MCS51 單片機(jī)的串行接口由發(fā)送緩沖器 SBUF、發(fā)送控制器、接收緩沖器 SBUF、輸入移位寄存器、接收控制器、波特率發(fā)生器等部件組成。發(fā)送緩沖器 SBUF 用于存放將要發(fā)送的數(shù)據(jù)，接收緩沖器 SBUF 用于存放接收的數(shù)據(jù)，輸入位移寄存器用于接收緩沖并實(shí)現(xiàn)串/并轉(zhuǎn)換，發(fā)送/接收控制寄存器用于控制串行口的工作，波特率發(fā)生器用于控制串行口發(fā)送/接收數(shù)據(jù)的速度。 解:隨著傳輸距離的增加，誤碼率增加，出現(xiàn)重傳增加，數(shù)據(jù)傳輸速率降低。 解：串行接口的接收和發(fā)送是對(duì)同一地址(99H)兩個(gè)物理空間的特殊功能寄存器 SBUF 進(jìn)行讀或?qū)懙?。?dāng)向 SBUF 發(fā)寫命令時(shí)(執(zhí)行MOVSBUF，A指令)，即向發(fā)送緩沖器 SBUF 裝載并開始由 TXD 引腳向外發(fā)送一幀數(shù)據(jù)，發(fā)送完使發(fā)送中斷標(biāo)志位 TI=1。在滿足串行接口接收中斷標(biāo)志位 RI()=0 的條件下，置允許接收位 REN()=1，就會(huì)接收一幀數(shù)據(jù)進(jìn)入移位寄存器，并裝載到接收 SBUF 中，同時(shí)使 R1=1。當(dāng)發(fā)讀 SBUF 命令時(shí)(執(zhí)行MOV A，SBUF指令)，便從接收緩沖器 SBUF 讀取信息通過 80C5l 內(nèi)部總線送 CPU。 解： 串行口有四種工作方式：方式 0(8 位同步移位寄存器)，方式 1(10 位異步收發(fā))，方式2(11 位異步收發(fā))，方式 3(11 位異步收發(fā))。字符幀的數(shù)據(jù)格式為：在一幀格式中，先是一個(gè)起始位“0” （低電平） ，然后是 5～8個(gè)數(shù)據(jù)位，規(guī)定低位在前，高位在后，接下來是 1 位奇偶校驗(yàn)位（可以省略） ，最后是1～2 位的停止位“1” 。兩個(gè)字符幀之間可以有空閑位，也可以無(wú)空閑位。在 8051 串行口的四種工作方式中，方式 0 和 2 的波特率是固定的，而方式 1 和 3 的波特率 是 可 變 的 ， 由 定 時(shí) 器 T1 的 溢 出 率 （ T1 溢 出 信 號(hào) 的 頻 率 ） 控 制 。 各 種 方 式 的 通 信 波 特 率如 下：① 方式 0 的波特率固定為系統(tǒng)晶振頻率的 1/12，其值為 fosc/12。其中：f osc——系統(tǒng)主機(jī)晶振頻率② 方式 2 的波特率由 PCON 中的選擇位 SMOD 來決定，可由下式表示： 波特率=（2 SMOD/64）f osc 即：當(dāng) SMOD=1 時(shí)，波特率為 fosc/32，當(dāng) SMOD=0 時(shí)，波特率為 fosc/64③ 方式 1 和方式 3 的波特率由定時(shí)器 T1 的溢出率控制。因而波特率是可變的。定時(shí)器 T1 作為波特率發(fā)生器，相應(yīng)公式如下： 波特率=（2 SMOD/32）定時(shí)器 T1 溢出率 T1 溢出率=T1 計(jì)數(shù)率/產(chǎn)生溢出所需的周期數(shù) =（f osc/12）/（2 K?TC） 式中：K——定時(shí)器 T1 的位數(shù)TC——定時(shí)器 T1 的預(yù)置初值 解： 當(dāng)一片 80C51(主機(jī))與多片 80C51(從機(jī))通信時(shí)，① 主機(jī)的 SM2 位置 0，所有從機(jī)的 SM2 位置 1，處于接收地址幀狀態(tài)。 ② 主機(jī)發(fā)送一地址幀，其中，8 位是地址，第 9 位為地址/數(shù)據(jù)的區(qū)分標(biāo)志，該位置 1表示該幀為地址幀。 ③ 所有從機(jī)收到地址幀后，都將接收的地址與本機(jī)的地址比較。對(duì)于地址相符的從機(jī)，使自己的 SM2 位置 0（以接收主機(jī)隨后發(fā)來的數(shù)據(jù)幀） ，并把本站地址發(fā)回主機(jī)作為應(yīng)答；對(duì)于地址不符的從機(jī)，仍保持 SM2=1，對(duì)主機(jī)隨后發(fā)來的數(shù)據(jù)幀不予理睬。 ④ 從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束后，要發(fā)送一幀校驗(yàn)和，并置第 9 位（TB8）為 1，作為從機(jī)數(shù)據(jù)傳送結(jié)束的標(biāo)志。⑤ 主機(jī)接收數(shù)據(jù)時(shí)先判斷數(shù)據(jù)接收標(biāo)志（RB8 ） ，若接收幀的 RB8=0，則存儲(chǔ)數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)，并準(zhǔn)備接收下幀信息。若 RB8=1，表示數(shù)據(jù)傳送結(jié)束，并比較此幀校驗(yàn)和，若正確則回送正確信號(hào) 00H，此信號(hào)命令該從機(jī)復(fù)位（即重新等待地址幀） ；若校驗(yàn)和出錯(cuò)，則發(fā)送 0FFH，命令該從機(jī)重發(fā)數(shù)據(jù)。⑥ 主機(jī)收到從機(jī)應(yīng)答地址后，確認(rèn)地址是否相符，如果地址不符，發(fā)復(fù)位信號(hào)（數(shù)據(jù)幀中 TB8=1） ；如果地址相符，則清 TB8，開始發(fā)送數(shù)據(jù)。 ⑦ 從機(jī)收到復(fù)位命令后回到監(jiān)聽地址狀態(tài)（SM2=1） 。否則開始接收數(shù)據(jù)和命令。 解： 在微機(jī)與單片機(jī)構(gòu)成的測(cè)控網(wǎng)絡(luò)信中，對(duì)于串行口數(shù)據(jù)傳輸接口的抗干擾能力，在不超過接口標(biāo)準(zhǔn)指定的適用范圍時(shí)，都具有一定的抗干擾能力，以保證信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?。但在一些工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)中，通信環(huán)境往往十分惡劣，就必須充分考慮通信的抗干擾能力，以保證通信的可靠性。（1）選擇合適的通信標(biāo)準(zhǔn)。例如：長(zhǎng)距離傳輸采用 RS485 標(biāo)準(zhǔn)能有效抑制功模干擾，采用 20Ma 電流環(huán)可以降低信號(hào)對(duì)各種電器噪聲的敏感程度。（2）在高噪聲環(huán)境下使用光纖傳輸介質(zhì)在高噪聲環(huán)境下可以有效減少噪聲干擾。（3）采用光電隔離技術(shù)可以提高系統(tǒng)的安全性和可靠性（4）在發(fā)送器輸出接口采用限流電路或在發(fā)送器輸出端外接電容器，可以有效抑制數(shù)據(jù)傳輸過程中的串?dāng)_。（5）采取降低發(fā)送端數(shù)據(jù)速率的方法可以減少接收端接收數(shù)據(jù)益處的錯(cuò)誤。 解：11（位）3600（字符/分鐘）=39600b/ 分鐘=660b/s （方式 3 為每個(gè)字符 11 位） 。 解： 主程序框圖如下： 程序如下：ORG 0040H MOV SCON，00H MOV SBUF，0FFH SETB CMOV 00H，CAA：ACALL DELAYCPL 00HMOV C，00HJC BBMOV SBUF，00HSJMP CCBB：MOV SBUF，0FFH串口初始化FFH送SBUF設(shè) 標(biāo) 志調(diào)延時(shí)程序標(biāo)志位取反 標(biāo)志為零標(biāo)志為 1FF 送SBUF 標(biāo)志為零OOH送SBUFCC：AJMP AADELAY： MOV R7，8D1：MOV R6，250D2：MOV R5，250D3：DJNZ R5，D3DJNZ R6，D2DJNZ R7，D1 RET END 解：采用查詢方式編寫發(fā)送程序如下： ORG 0000HLJMP STARTORG 0030HSTART： MOV SCON，80H ；設(shè)定方式 2 發(fā)送MOV PCON，80HMOV R0，20H ；給待發(fā)送數(shù)據(jù)塊地址指針 R0 置初值MOV R7，16 ；給數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度計(jì)數(shù)器 R7 置初值LS： MOV A，@R0 ；取一字節(jié)數(shù)據(jù)送 AMOV C，PMOV TB8，C ；P 隨 A 變，P →TB8MOV SBUF，A ；啟動(dòng)發(fā)送JNB TI，$ ；查詢發(fā)送標(biāo)志，等待一字節(jié)發(fā)送完CLR TI ；清 TI 標(biāo)志位DJNZ R7，LSRETEND 解： 程序如下： ORG 0000HLJMP STARTORG 0100HSTART： MOV TMOD，20H ；設(shè)定 T1 為模式 2 定時(shí)MOV TH1，0F3H ；送時(shí)間常數(shù)MOV TL1，0F3HSETB TR1 ；啟動(dòng)定時(shí)器 T1MOV SCON，0D0H ；串行接口設(shè)定為方式 3，并允許接收MOV R0，30HMOV R7，16JNB RI，$ ；查詢等待接收CLR RIMOV A，SUBF ；從串行接口中讀取數(shù)據(jù)JN BP，PN ；對(duì)該字節(jié)進(jìn)行查錯(cuò)處理若 P=RB8 無(wú)錯(cuò)，否則有錯(cuò)JNB RB8，PER ；若 P=1，RB8=0，有錯(cuò)，轉(zhuǎn)出錯(cuò)處理LJMP RIG ；若 P=1，RB8=1，無(wú)錯(cuò)，轉(zhuǎn)保存數(shù)據(jù)PN： JB RB8，PER ；若 P=0，RB8=1，有錯(cuò)，轉(zhuǎn)出錯(cuò)處理RIG： MOV @R0，A ；若 P=0，RB8=0，無(wú)錯(cuò)，保存接收到的數(shù)據(jù)INC R0DJNZ R7，LOOP ；16 字節(jié)未接收完，則繼續(xù)CLR 7F ；正確接收完 16 位數(shù)據(jù)，清出錯(cuò)標(biāo)志位 7FSJMP $PER： SETB 7F ；校驗(yàn)有錯(cuò)，置位 7FSJMP $END 第 4 章 解：MCS51 系列單片機(jī)具有很強(qiáng)的外部擴(kuò)展功能。其外部引腳可構(gòu)成三總線結(jié)構(gòu)，即地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線。單片機(jī)所有的外部擴(kuò)展都是通過三總線進(jìn)行的。（1）地址總線（AB）地址總線用于傳送單片機(jī)輸出的地址信號(hào)，寬度為 16 位，可尋址的地址范圍為216=64KB。地址總線是單向的，只能由單片機(jī)向外發(fā)出。P0 口提供低 8 位地址，P2 口提供高 8 位地址。由于 P0 口既做地址線又做數(shù)據(jù)線，分時(shí)復(fù)用，所以，P0 口提供的低 8 位地址是由 P0 口經(jīng)鎖存器提供的。鎖存信號(hào)是由 CPU 的 ALE 引腳提供的。（2）數(shù)據(jù)總線（DB）數(shù)據(jù)總線是由 P0 口提供的，寬度為 8 位。P0 口是雙向三態(tài)口，是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用最頻繁的通道。P0 口提供的數(shù)據(jù)總線上要連接多個(gè)擴(kuò)展的外圍芯片，而某一時(shí)刻只能有一個(gè)有效的數(shù)據(jù)傳輸通道。具體哪一個(gè)芯片的數(shù)據(jù)通道有效，是由各個(gè)芯片的片選信號(hào)控制選擇的。欲使 CPU 與某個(gè)外部芯片交換數(shù)據(jù)，則 CPU 必須先通過地址總線發(fā)出該芯片的地址，使 該 芯 片 的 片 選 信 號(hào) 有 效 ， 則 此 時(shí) P0 口 數(shù) 據(jù) 總 線 上 的 數(shù) 據(jù) 只 能 在 CPU 和 該芯 片 之 間 進(jìn) 行 傳 送。（3）控制總線（CB）控制總線實(shí)際上是 CPU 輸出的一組控制信號(hào)。每條控制信號(hào)都是單向的，但是由多條不同的控制信號(hào)組合而成的控制總線則是雙向的。MCS51 系列單片機(jī)中用于系統(tǒng)擴(kuò)展的控制信號(hào)有 RD, W, PSEN, ALE 和 A。 解：接口（也稱為 I/O 接口）是指連接 CPU 與外部輸入/ 輸出設(shè)備之間的部件，這些部件是 CPU 與外設(shè)之間進(jìn)行信息傳送的媒介。I/O 接口芯片都有一個(gè)或幾個(gè)端口，一個(gè)端口對(duì)應(yīng)于接口芯片內(nèi)部的一個(gè)寄存器或一組寄存器，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要為每個(gè)端口分配一個(gè)地址，各個(gè)端口的地址是唯一的，不能重復(fù)。在信息傳送過程中，接口起著數(shù)據(jù)鎖存、數(shù)據(jù)緩沖、輸入/輸出、聯(lián)絡(luò)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、中斷管理、時(shí)序控制、可編程、電器特征匹配等作用。 解：CPU 與外設(shè)之間傳輸數(shù)據(jù)的控制方式通常有三種：程序方式、中斷方式和 DMA 方式。 程序方式：指用輸入/輸出指令，來控制信息傳輸?shù)姆绞?，是一種軟件控制方式，根據(jù)程序控制的方法不同，又可以分為無(wú)條件傳送方式和條件傳送方式。無(wú)條件傳送方式接口簡(jiǎn)單，適用于那些能隨時(shí)讀寫的設(shè)備。條件傳送方式（查詢方式） 的特點(diǎn)是接口電路簡(jiǎn)單，CPU 利用率低（程序循環(huán)等待） ，接口需向 CPU 提供查詢狀態(tài)。適用于 CPU 不太忙，傳送速度要求不高的場(chǎng)合。要求各種外設(shè)不能同時(shí)工作，外設(shè)處于被動(dòng)狀態(tài)。中斷方式：當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)備好時(shí)，由外設(shè)通過接口電路向 CPU 發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，CPU在允許的情況下，暫停執(zhí)行當(dāng)前正在執(zhí)行的程序，響應(yīng)外設(shè)中斷，轉(zhuǎn)入執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序，與外設(shè)進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳送，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后，CPU 返回繼續(xù)執(zhí)行原來被中斷的程序。其特點(diǎn)是 CPU 的利用率高，外設(shè)具有申請(qǐng) CPU 中斷的主動(dòng)權(quán)， CPU 和外設(shè)之間處于并行工作狀態(tài)。但中斷服務(wù)需要保護(hù)斷點(diǎn)和恢復(fù)斷點(diǎn)（占用存儲(chǔ)空間，降低速度） ， CPU 和外設(shè)之間需要中斷控制器。適用于 CPU 的任務(wù)較忙、傳送速度要求不高的場(chǎng)合，尤其適合實(shí)時(shí)控制中的緊急事件處理。存儲(chǔ)器直接存取方式（DMA）：外設(shè)利用專用的接口（DMA 控制器）直接與存儲(chǔ)器進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳送，并不經(jīng)過 CPU（CPU 不參與數(shù)據(jù)傳送工作） ，總線控制權(quán)不在 CPU 處，而由 DMA 控制器控制。其特點(diǎn)是接口電路復(fù)雜，硬件開銷大。大批量數(shù)據(jù)傳送速度極快。適用于存儲(chǔ)器與存儲(chǔ)器之間、存儲(chǔ)器與外設(shè)之間的大批量數(shù)據(jù)傳送的場(chǎng)合。 解： 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，凡需要進(jìn)行讀寫操作的部件都存在編址的問題。存儲(chǔ)器的每個(gè)單元均有自己的地址，對(duì)于 I/O 接口，則需要對(duì)接口中的每個(gè)端口進(jìn)行編址。通常采取兩種編址方法：一種是獨(dú)立編址，另一種是統(tǒng)一編址。統(tǒng)一編址又稱“存儲(chǔ)器映射方式”。在這種編址方式下 ， I/O 端口地址置于存儲(chǔ)器空間中，在整個(gè)存儲(chǔ)空間中劃出一部分空間給外設(shè)端口 ，端口和存儲(chǔ)單元統(tǒng)一編址。其優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需專門的 I/O 指令，對(duì)端口操作的指令類型多，從而簡(jiǎn)化了指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。缺點(diǎn)是端口占用存儲(chǔ)器的地址空間，使存儲(chǔ)器容量更加緊張，同時(shí)端口指令的長(zhǎng)度增加，